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本文以生物膜电极反应器(BER)作为人工湿地型微生物燃料电池(CWMFC)的前处理,利用BER单元的电化学和生物电化学作用,提高难降解有机印染废水的可生化性,促进CWMFC单元对难降解有机印染废水的去除和同步产电,同时将CWMFC产生的电能用于BER,形成BER-CWMFC耦合系统,从能量和物质两方面达到耦合。以偶氮染料活性艳红X-3B作为目标污染物,研究了一体式BER与三维BER对活性艳红X-3B的去除效果和影响因素,重点考察了一体式BER-CWMFC耦合系统与三维BER-CWMFC耦合系统的电学特性和对X-3B的降解特性。研究结果如下；研究了电压对一体式BER去除性能的影响,结果表明当电压不低于0.8V时,电化学和生物电化学的促进作用才较为明显,电压0.8V和1.0V时一体式BER的X-3B去除率比对照系高出18.63%和35.86%。构建一体式BER-CWMFC耦合系统,发现耦合系统中CWMFC堆栈电池堆最大输出电压为0.95V,最大输出功率为0.21mW,同时CWMFC堆栈电池堆未出现电压反转,系统运行稳定。结果表明,一体式BER-CWMFC耦合系统的X-3B去除率相比未耦合时的一体式BER装置与CWMFC装置分别提高了34.46%和7.16%,耦合后X-3B的去除率得到了提高。研究了电流对一体式BER-CWMFC耦合系统的影响,耦合系统中一体式BER单元的CODcr去除率与X-3B去除率变化趋势与电流变化一致,随着电流的升高而升高,CODcr去除率在73.00%-88.62%之间,X-3B去除率在44.03%～60.70%之间；耦合系统中一体式BER在0.2-0.6V电压内仍能保持较好的X-3B去除性能。随着电流变化,耦合系统中两个CWMFC单元的CODcr去除率相似,稳定在75.00%左右,而两个CWMFC单元的X-3B去除率差异变大,电流的变化促使CWMFC-1的X-3B去除性能得到了提高,而CWMFC-2的X-3B去除性能受到了抑制,因此整个耦合系统的X-3B去除率随着电流的变化而略有下降。研究了进水X-3B的浓度及外加电压对三维BER降解X-3B的影响。结果表明,电化学和生物电化学作用提高了三维BER对X-3B的去除能力,相比未加电的三维BER,其X-3B去除率提高了20.00%左右。在0.5-2.0V范围内,电压对三维BER的促进作用相似；进水X-3B的浓度在200-800mg/L时,进水浓度对三维BER去除X-3B的性能无明显影响；三维BER装置的表观内阻稳定。结合UV-Vis和GC-MS分析,三维BER对X-3B的去除首先是偶氮双键的断裂,在阴极表面产生的苯胺等芳香胺类物质可以在阳极作用下得到进一步的降解。构建三维BER-CWMFC耦合系统,对耦合系统的电学特性与X-3B的降解特性进行研究。结果表明三维BER-CWMFC耦合系统能有效去除高浓度活性艳红X-3B废水,当进水X-3B浓度分别为500mg-和1000mg/L时,其X-3B去除率均在99.00%以上。三维BER-CWMFC耦合系统运行稳定,CWMFC单元的最大输出电压为0.50V,最大输出功率为0.31mW。一体式BER-CWMFC耦合系统与三维BER-CWMFC耦合系统对X-3B的去除率均高于97.00%。与一体式BER-CWMFC耦合系统相比,三维BER-CWMFC系统处理高浓度X-3B废水更具优势。